冷冻动物园：野生动物细胞库的建立和应用

从事细胞的培养、冻存、特征化以及质量和污染的控制的机构叫细胞库。通过细胞培养或核移植等一类技术,我们的后代可以从冷冻动物园的细胞中,再建当时地球上已绝灭的动物。本文介绍了细胞库的研究内容、以及我国和世界各国对这个领域的研究状况。     

猪卵母细胞玻璃化冷冻的研究进展

配子冷冻保存技术在动物繁殖育种中具有重要的意义,但猪卵母细胞的冷冻保存目前还很困难,主要表现为冻后继续发育能力低。这与影响卵母细胞玻璃化冷冻效果因素众多有关,如脂滴的存在使猪卵母细胞对冷冻非常敏感。冷冻保护剂的使用同时也产生了毒性作用。针对猪卵母细胞冷冻保存的特点,研究人员已研究出了一些新的方法来提高冷冻效果,如细胞骨架稳定剂的使用减少了冷冻对猪卵母细胞造成的损伤,通过改进冷冻载体提高了冷冻速率,从而提高了冷冻效果。     

两种冷冻保护剂对小鼠2-细胞胚冷冻效果的比较

乙二醇（ETG）和1,2-丙二醇（PROH）具有高细胞渗透性和低毒性特点,常被用于人及多种哺乳动物早期胚胎冷冻保存。为了比较ETG和PROH对小鼠2-细胞胚的冷冻保护效果,本试验分别采用这两种冷冻保护剂,对小鼠2-细胞胚进行冷冻保存,并采用冻后体外培养和囊胚移植进行冷冻效果检测。结果表明,PROH组胚胎解冻后胚胎存活率与ETG组无显著差异,但PROH组4-细胞胚发育率和囊胚发育率显著高于ETG组（82．7％vs．64．6％,61．2％vs．29．1％,P〈0．01）。囊胚移植结果表明,2-细胞胚胎冻存后能够发育为正常的后代,PROH组和ETG组的囊胚移植后妊娠产仔率无统计学差异（P〉0．05）,但均显著低于对照组（P〈0．05）。为了分析两组胚胎冻存后损伤情况,埘解冻后的胚胎细胞微丝进行检测,结果显示ETG组微丝受损的胚胎数高于PROH组。本研究结果证明采用PROH作为冷冻保护剂冷冻保存小鼠2-细胞胚的冻存效果优于ETG[动物学报54（6）：1098—1105,2008]。     

植物组织和细胞的玻璃化冻存研究

利用液氮超低温(-196℃)冻存是进行植物组织和细胞长期、稳定保存的有效方法。它不仅在常规育种中可以克服各种珍稀、濒危植物资源自然繁衍的困难,而且能在现代生物技术研究中保存各种培养细胞和优良中间实验材料,从而为实验细胞库的建立创造条件。     

不同固定方法对植物细胞扫描电镜观察用冷冻断裂样品的影响

用冷冻断裂法在扫描电镜下研究了洋葱(Allium cepa)根端分生组织细胞内部的三维结构。采用了两种固定方法。冷冻断裂前只用1％锇酸固定的材料容易在细胞质和核之间断开,而用卡诺固定液(无水乙醇:冰醋酸3:1)前固定,然后再用1％锇酸固定的材料容易使细胞核断裂。前一固定方法适于研究细胞质的内部结构(细胞骨架的纤维、线粒体、内质网等及其三维分布关系):后一固定方法适于研究核内结构(染色质、核仁、核基质纤维)的三维形象,特别是核仁纤维中心染色质的三维结构。     

人脐带血有核细胞冷冻干燥保存实验初步研究

脐带血中的造血干细胞有着广泛的应用前景,随之而产生的保存问题已成为关注的热点。目前已有低温保存的研究,但未有冻干成功的报道。实验试图用冻干的方法来长期保存脐带血中的造血干细胞。冻干过程中选用PVP、HES和各种糖类作为保护剂,一次干燥阶段搁板温度控制在-30℃,二次干燥时搁板温度控制在 15℃,整个冻干过程为52．5h。冻干后复水性能极佳,能够在30s内完全复水,用显微染色观察,细胞形态完整;用流式细胞仪进行PI染色和CD34^ 抗体跟踪检测,测得有核细胞存活率为55．67％,CD34^ 抗体跟踪检测得到CD34^ 细胞占淋巴细胞的3．61％。     

动物种质细胞的超低温冷冻保存

目前不少种类的动物种质细胞都可在超低温条件下保存,随着低温生物学和生殖生物学的不断发展,超低温保存技术也在不断发展,可以保存的动物种质细胞范围也在不断扩大。但目前超低温保存技术面临的困难和需要解决的问题是如何提高种质细胞冷冻保存的效果,寻求最佳冷冻方案,降低种质细胞的冷冻损伤,进而运用超低温冷冻技术保护物种的多样性。从目前的研究情况来看,动物种质细胞超低温保存的常用方法有程序降温法和玻璃化法。防冻     

水稻悬浮细胞的超低温保存研究

本研究分析了水稻悬浮细胞的生理状态和各种冷冻前处理等因素对超低温保存后细胞存活率的影响。结果表明,继代后培养３－５天,处于对数生长期的细胞,采用二步冷冻法,超低温保存后存活率最高,采用二步冷冻法,超低温保存后存活率最高。电镜超微结构观察显示,０．５ｍｏｌ／Ｌ,山梨醇预培养,１０％ＤＭＳＯ＋０．５ｍｏｌ／Ｌ山梨醇复合保护剂处理,液泡显著变小,数目明显减少,从而降低了细胞内自由水含量,数目明显减少,从     

冷冻电子显微学在结构生物学研究中的现状与展望

冷冻电子显微学近年来在电子显微镜的硬件设备及结构解析的软件算法等方面取得了多个重要的技术突破,正在成为结构生物学研究的重要技术手段,为越来越多的生物学研究者所重视.冷冻电子显微学的技术特点决定了它所具备的一些独特优势和发展方向,同时作为一个正在迅速发展的科学技术领域,需要多学科的交叉促进.本文主要介绍冷冻电子显微学的研究现状及面临的技术挑战,并提出未来可能实现结构生物学与细胞生物学不同尺度的研究在冷冻电子显微学技术上融合的新方法.     

基于电容测定的罗汉果细胞超低温保藏快速方法

建立了一种基于活细胞电容值定量测定的植物细胞超低温保藏的快速评价方法,优化了罗汉果细胞超低温保藏方法。通过采用活细胞传感仪测定冻存后细胞的存活率并结合细胞生活力(细胞线粒体活性/TTC)对罗汉果细胞的低温保藏过程进行优化,确定了罗汉果细胞较为适宜的冷冻保护剂组分为基本培养基中添加10%的蔗糖和10%的DMSO。预处理剂的考察实验表明,采用0.2 mol/L蔗糖的预处理剂处理细胞时冻存后细胞存活率和细胞活力较高;采用0.2 mol/L蔗糖预处理剂处理细胞时,随着预处理时间的增加,细胞存活率先增加后降低,预处理时间为9 h时,细胞存活率和细胞活力最高。保藏后的细胞复苏实验结果表明:细胞存活率与采用活细胞电容值得到的细胞存活率具有很好的一致性,同时经过冻存的细胞复苏培养后,仍保留了原始细胞的形态和合成甜苷V的特性,说明该冻存方法适用于罗汉果细胞的超低温保藏。因此基于活细胞传感仪测得的电容值进行细胞冻存过程细胞活性的快速评价方法具有较好的可行性和可靠性。     

奶山羊转基因供核细胞的再饥饿对核移植胚胎发育的影响

为提高转基因奶山羊体细胞核移植胚胎早期发育率,将经转染外源基因的山羊胎儿成纤维细胞经饥饿培养(含0.5?S的DMEM)5天后分成两部分:第一部分细胞-80℃或液氮冻存,试验前复苏后直接用作供核细胞(试验组Ⅰ),或复苏后恢复培养(含10% FCS的DMEM)2-5天后再饥饿5天用作供核细胞(试验组Ⅱ);第二部分细胞作传代培养(含10% FCS的DMEM)2天后再饥饿5 天用作供核细胞(试验组Ⅲ)。将上述不同处理的供核细胞进行细胞周期与存活率的检测,并将该供核细胞移入去除遗传物质的山羊MⅡ期卵母细胞的卵周隙内,经电融合、化学激活后,将核移植(NT)胚胎经0.8%琼脂糖包理后移入临时寄母输卵管内,培养6天后回收并观察NT胚胎的早期发育。结果,试验组Ⅱ所用供核细胞中G_0/G_1期细胞所占比例及其存活率分别为95.68%、99.9%,均显著地高于试验组Ⅰ(88.66%、80%);试验组Ⅱ的桑椹及囊胚期NT胚胎的发育率(66.09%)显著地高于试验组Ⅰ(22.00%)与试验组Ⅲ(50.51%)。将以上发育的NT胚胎分别移入同步发情的受体后,35 天作B超妊娠诊断,试验组Ⅱ的受体妊娠率为45.83%,显著地高于试验组Ⅰ(20.00%)与试验组Ⅲ(9.58%)。流式细胞仪分析结果表明,饥饿后的供核细胞经冷冻,复苏后恢复培养2-5天,再经饥饿处理,能显著地提高G_0/G_1期细胞的比例及细胞存活率;应用该细胞所组建的NT胚不仅具有较高的桑椹与囊胚期发育率,而且具有较高的受体妊娠率。     

Ectopic expression of clusterin／apolipoprotein J or Bcl-2 decreases thesensitivity of HaCaT cells to toxic effects of ropivacaine

Local anesthetics inhibit cell proliferation and induce apoptosis in various cell types. Ropivacaine, a unique, novel tertiary amine-type anesthetic, was shown to inhibit the proliferation of several cell types including keratinocytes. We found that Ropivacaine could inhibit the proliferation and induce apoptosis in an immortalized human keratinocyte line,HaCaT, in a dose- and time-dependent manner and with the deprivation of serum. The dose-dependent induction of apoptosis by ropivacaine was demonstrated by DNA fragmentation analysis and the proteolytic cleavage of a caspase-3 substrate—poly (ADP-ribose) polymerase (PARP). In addition, ropivacaine downregulated the expression of clusterin/ apoliporotein J, a protein with anti-apoptotic properties, in a dose-dependent manner, which well correlated with the induction of apoptosis of HaCaT cells. To investigate the role of clusterin/apoliporotein J in ropivacaine-induced apoptosis,HaCaT cells overexpressing clusterin/apoliporotein J were generated and compared to cells expressing the well established anti-apoptotic Bcl-2 protein. Ectopic overexpression of the secreted form of clusterin/apoliporotein J or Bcl-2decreased the sensitivity of HaCaT cells to toxic effects of ropivacaine as demonstrated by DNA fragmentation, the proteolytic cleavage of PARP and by a reduction in procaspase-3 expression. Furthermore, the downregulation of endogenous clusterin/apolipoprotein J levels by ropivacaine suggested that this might be one mechanism by which ropivacaine induced cell death in HaCaT cells. In conclusion, the ability of ropivacaine to induce antiproliferative responses and to suppress the expression of the anti-apoptotic protein clusterin/apolipoprotein J, combined with previously reported anti-inflammatory activity and analgesic property of the drug, suggests that ropivacaine may have potential utility in the local treatment of tumors.     

水稻悬浮细胞的超低温保存研究

本研究分析了水稻悬浮细胞的生理状态和各种冷冻前处理等因素对超低温保存后细胞存活率的影响。结果表明,继代后培养3—5天,处于对数生长期的细胞,采用二步冷冻法,超低温保存后存活率最高。电镜超微结构观察显示,0.5mol/L山梨醇预培养,10%DMSO 0.5mol/L山梨醇复合保护剂处理,液泡显著变小,数目明显减少,从而降低了细胞内自由水含量,增强细胞的抗冷冻能力。在上述合适的前处理和冷冻-化冻条件下,超低温保存水稻悬浮细胞的恢复生长率为58%,恢复生长的细胞转移到分化培养基上,可再生健壮绿苗, 移植到盆钵,在温室中长成正常结实的植株。     

卵丘细胞核移植技术生产克隆牛犊

分别以短期培养的5头牛卵丘细胞(1~5 BCC)为细胞核供体, 共用1188枚体外成熟的去核卵母细胞构建了931枚重构胚(78.4%).体外培养后,763枚(82%)发育至2-细胞期,627枚(67.3%)发育至8-细胞期,最后获得囊胚275枚(29.5%).囊胚的平均细胞数为124±24.5 (n = 20).分析不同个体来源的卵丘细胞,同一个体卵丘细胞饥饿与否以及饥饿时间的长短、融合后核/质相容时间(融合到激活的时间长短)等因素对核移植效率的影响发现,5个个体的体细胞核移植囊胚率(14.1%,45.2%,27.3%,34.3% vs 1.5%)有显著差异(P<0.05).同一供体细胞饥饿与否(47.1% vs 44.4%)、饥饿11~12 d (52.5%)和18~19 d (41.6%)均不影响核移植囊胚率(P≥0.05).核/质相容2~3 h的囊胚率(20.3%)显著低于3~6 h组(31.0%,P<0.05). 3~6 h范围内,囊胚率无差异(P≥0.05).其中63枚冷冻的核移植囊胚解冻后移植给31头受体牛,妊娠4例,最后顺利获得2头克隆牛犊.结果表明,牛卵丘细胞饥饿不是核移植成功的关键因素,核质相容程度和供体细胞的个体差异对核移植效率有一定影响.卵丘细胞能够获得全程发育的克隆牛犊.     

两种冷冻保护剂和冷冻程序对兔精子冷冻效果的比较

目的比较不同冷冻保护剂和冷冻程序对兔精子冷冻保护的影响,以期提高兔精子冷冻保存的效果和效率。方法用三步降温法（程序Ⅰ）和两步降温法（程序Ⅱ）两种冷冻程序与终浓度分别为2%,3%,4%,5%的甘油和乙酰胺两种冷冻保护剂配合进行精液冷冻保存,统计精子复苏率。结果使用程序Ⅱ添加3%乙酰胺的冷冻保护剂实验组的精子复苏率较高,同其它组比较差异有显著性意义（P〈0.05）;程序Ⅱ比程序Ⅰ节省约70%的时间,同种浓度冷冻保护剂的不同冷冻程序组之间精子复苏率差异无显著性意义（P〉0.05）。结论程序Ⅱ与3%乙酰胺配合可以取得良好的冷冻保存效果;用程序Ⅱ进行兔精液冷冻保存可以大幅缩短操作时间。     

中国红豆杉悬浮培养细胞的超低温保存

对中国红豆杉悬浮细胞超低温保存中几个主要因素进行多方面对比研究。结果表明,取培养16d的细胞进行超低温保存效果最好,10％DMSO＋8％葡萄糖作为冰冻保护剂对冷冻细胞起到最佳的保护效果;较好的降温程序是在0℃中预处理30min后移入－20℃中停留180min,然后转入－70℃中停留30min,最后投入－196℃液氮中保存。该实验还对保存后细胞的恢复性生长进行了验证。     

高压冷冻和低温替代技术制备的发菜营养细胞的超微结构

应用高压冷冻和低温替代技术系统研究了发菜（ＮｏｓｔｏｃｆｌａｇｅｌｉｆｏｒｍｅＢｏｒｎ．ｅｔＦｌａｈ．）营养细胞的超微结构并与常规方法进行了比较。结果显示：在化学固定、脱水和包埋后,细胞结构出现一些人为的改变。而应用高压冷冻和低温替代技术,细胞和胶质鞘之间不会出现大的间隙并且细胞质也很少收缩。细胞内各种膜结构清晰可见。有关大量细菌位于发菜的胶质鞘中以及细胞中具有大的液泡是首次报道。